《電子技術(shù)應(yīng)用》
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物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳感器低成本化發(fā)展的思考

2019-10-29
來(lái)源:廣州奧松電子有限公司

  物聯(lián)網(wǎng)是全球信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)之一,,也是我國(guó)“十二五”規(guī)劃的重點(diǎn)發(fā)展方向,。目前,國(guó)家正在大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè),2010到2015年為物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)入期,,在主導(dǎo)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)物物互聯(lián);2015年到2020年為成長(zhǎng)期,,物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)半智能化,;2020年之后為發(fā)展期,物聯(lián)網(wǎng)將全面實(shí)現(xiàn)智能化,。2015年的市場(chǎng)規(guī)模就超過(guò)2000億元,,預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到7 500億元,年增長(zhǎng)率超過(guò)30%,,市場(chǎng)前景將超過(guò)計(jì)算機(jī),、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通訊等市場(chǎng),。


  物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)包括三個(gè)層次:一個(gè)是感知網(wǎng)絡(luò),,即以二維碼、RFID,、傳感器為主來(lái)實(shí)現(xiàn)“物”的識(shí)別,;二是傳輸網(wǎng)絡(luò),即通過(guò)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng),、廣電網(wǎng),、通信網(wǎng)或者下一代互聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算,;三是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò),,也就是各種應(yīng)用服務(wù),包括輸入輸出控制終端以及手機(jī)等終端,。

  感知層是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)全面感知的基礎(chǔ),,包括二維碼標(biāo)簽和識(shí)讀器、RFID標(biāo)簽和讀寫器,、攝像頭,、GPS、傳感器和M2M終端,、傳感器網(wǎng)絡(luò)和傳感器網(wǎng)關(guān)等,。要解決的重點(diǎn)問題是感知和識(shí)別物體,,采集和捕獲信息,要突破的方向是具備更敏感,、更全面的感知能力,,解決低功耗、小型化和低成本的問題,。

  據(jù)預(yù)測(cè),,未來(lái)10年,傳感器需求市場(chǎng)的規(guī)模將超萬(wàn)億,,年平均增長(zhǎng)速度超50%,,70億人人均1000支傳感器。

  傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造,、工業(yè)過(guò)程控制,、汽車電子、通信,、消費(fèi)電子和專用設(shè)備等,。

  在世界范圍內(nèi),傳感器市場(chǎng)增長(zhǎng)最快的是汽車市場(chǎng)的需求,,占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng),,前景看好的是通訊市場(chǎng)。 

  汽車控制系統(tǒng)電子化水平的關(guān)鍵在于采用傳感器的數(shù)量和水平,。目前,,一輛普通家用轎車上大約會(huì)安裝幾十到近百只傳感器,豪華轎車傳感器數(shù)量可多達(dá)200余只,,種類達(dá)幾十種,。汽車和通信市場(chǎng)所用傳感器約占整個(gè)市場(chǎng)的三分之一。

  我國(guó)是全球白家電(包括家用空調(diào),、電冰箱和洗衣機(jī))生產(chǎn)和出口大國(guó),,2009年的總產(chǎn)量達(dá)3億多臺(tái),所用傳感器約占市場(chǎng)的五分之一,。

  傳感器在醫(yī)療,、環(huán)保、氣象等專用電子設(shè)備中的應(yīng)用增長(zhǎng)快速,,所用傳感器占市場(chǎng)份額的15%左右。

  傳感器的綜合成本分內(nèi),、外成本,,即傳感器廠商的制造成本與直接用戶的使用成本。 制造成本追求傳感器制造過(guò)程及結(jié)果的量產(chǎn)率,、成品率,、一致性,,追求最大限度的單位材料、能源,、人力的產(chǎn)出率,;使用成本則是廠商以用戶的成本為中心,這已經(jīng)不是做單純的傳感器制造商,,而是在賣產(chǎn)品的同時(shí),,還要以產(chǎn)品形式向用戶提供傳感器服務(wù)(如選型、安裝,、維護(hù)等),。

  傳感器的制造過(guò)程是使用、占用,、消耗資源最大的流程,,主要包括敏感芯片/元件加工、封裝/組裝,、檢測(cè)/試驗(yàn),。

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  奧松電子研發(fā)的各類傳感器芯片

  敏感芯片/元件加工是低成本化最早、成熟度最高,、最有量產(chǎn)規(guī)模效益的環(huán)節(jié),,該環(huán)節(jié)現(xiàn)在越來(lái)越多的種類已經(jīng)成功移植半導(dǎo)體IC制造工藝,從而形成了獨(dú)立的微機(jī)械加工技術(shù)——MEMS工藝,,這主要體現(xiàn)在:

 ?。?) 單體微型化:邊長(zhǎng)與面積關(guān)系,材料利用率成幾何增速,;

 ?。?) 基片大尺度化和單批基片數(shù)量增多,產(chǎn)出量和材料,、能源,、人力利用率成幾何增速;

 ?。?) 扁平化在非平面結(jié)構(gòu)已有突破,,如薄膜線圈;

 ?。?) 設(shè)備儀器工藝控制能力出眾超群,,成品率、一致性,、可靠性,、壽命成數(shù)量級(jí)增長(zhǎng)。

  廣州奧松(ASAIR)電子有限公司是目前國(guó)內(nèi)首家MEMS傳感器制造廠商(IDM模式),從2003年成立至今,,自主研發(fā)的濕度傳感器銷量已經(jīng)達(dá)到3.5億顆,,并將陸續(xù)開發(fā)出VOC氣體傳感器、水蒸氣傳感器,、二氧化碳傳感器,、熱外人感傳感器等多種類型傳感器產(chǎn)品。并與海爾,、惠而浦,、大金、美的等廠商合作,,開拓屬于中國(guó)自己的傳感器,,助力中國(guó)傳感器行業(yè)的發(fā)展。

  未來(lái),,一旦物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模普及,,無(wú)數(shù)的物品需要加裝更加小巧和智能的傳感器,用于動(dòng)物,、植物,、機(jī)器等物品的傳感器與電子標(biāo)簽及配套的接口裝置數(shù)量將大大超過(guò)目前的手機(jī)數(shù)量。僅就消費(fèi)電子傳感器而言,,目前平均市場(chǎng)價(jià)格為1美元,,10年后將降到0.5美元,7萬(wàn)億支需求將展示超萬(wàn)億美元的市場(chǎng)機(jī)遇,。因此,,中國(guó)傳感器產(chǎn)業(yè)要為能分切全球市場(chǎng)大“蛋糕”準(zhǔn)備好“切刀”,為站在靠前位置做好準(zhǔn)備,。


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